Объяснение формирования чипа:схемы, типы и влияющие факторы

Образование стружки — это процесс, при котором материал механически удаляется с заготовки во время операций резания, образуя стружку. Эти чипы можно разделить на различные типы в зависимости от их характеристик, в том числе сплошные, прерывистые и сплошные с наростом.

В этом чтении мы узнаем, что такое чипы, как они образуются, схему формирования чипов и типы чипов. Мы также изучим факторы, влияющие на формирование чипов.

Что такое фишки?

Стружка — это побочный продукт механической резки материалов с помощью такого оборудования, как фрезы, токарные станки и пилы. Вторая мировая война и появление более быстрых и мощных режущих инструментов, особенно фрез из быстрорежущей стали для резки металла, послужили стимулом для исследований в области образования стружки. И Франц (1958), и Кивима (1952) провели новаторские исследования в этой области.

Как формируются чипы?

Когда режущий инструмент (например, токарный станок, пила или фреза) взаимодействует с заготовкой, режущая кромка инструмента деформирует материал, вызывая его сдвиг и отделение, что приводит к образованию стружки.

Типы фишек

При механической обработке тип получаемой стружки зависит от таких факторов, как материал заготовки, скорость резания, скорость подачи и геометрия инструмента. Основными типами стружки при механической обработке являются:

Непрерывный чип

Сплошные стружки образуют ленточный виток одинаковой толщины. Эта стружка образуется при резке пластичных материалов, таких как низкоуглеродистая сталь, медь, латунь и алюминиевые сплавы, при высоких скоростях резания и давлении на режущую кромку инструмента при сжатии и сдвиге. При этом материал помещается перед кромкой инструмента. Формированию стружки также способствуют острые режущие кромки и низкое трение инструмента о стружку.

Перед режущей кромкой находится основная зона деформации. Обрабатываемый материал деформируется в зоне вторичной деформации из-за трения в месте контакта инструмента со стружкой. Толщина этой зоны связана с трением. Деформация поверхности возникает при резке мягких металлов на малых скоростях и передних углах. Это дает плохие результаты обработки мягких металлов.

Непрерывная стружка обеспечивает плавную резку и превосходное качество поверхности. Увеличивает срок службы инструмента и снижает энергопотребление. Режущий инструмент оснащен стружколомами, предотвращающими запутывание стружки. Это часто происходит во время поворота.

Прерывистый чип

Хрупкие материалы, такие как чугун, бронза и высокоуглеродистая сталь, при обработке на умеренных скоростях образуют прерывистую стружку. Эти части слабо связаны между собой. Материал теряет пластичность и разрушается во время деформации, а поток стружки периодически нарушается.

Силы резания часто меняются во время формирования стружки. Такая стружка образуется за счет высокого трения инструмента о стружку, большой подачи и глубины резания. Прерывистая стружка снижает срок службы инструмента и качество поверхности при резке пластичных материалов.

При прерывистом стружкообразовании жесткость режущего инструмента и удерживающего устройства может вызвать вибрацию, неточность размеров, плохое качество поверхности и повреждение режущего инструмента. Из-за небольшой длины прерывистую стружку легче обрабатывать, чем сплошную. Он также одноразовый.

Сплошная стружка с заросшей кромкой

Во время резания из-за высокого трения между границами раздела инструмента и стружки материал стружки прилипает к передней поверхности инструмента на кончике инструмента, создавая нарост на кромке. Это может быть серьезно, если стружка постоянно касается инструмента. Рассматривайте это как продолжение края инструмента. Формируется временный и нестабильный край нароста.

Механическая обработка удаляет его части. После обработки стружка и обработанная поверхность могут частично прилипнуть. Это приводит к ухудшению качества обработки поверхности. Однако он обеспечивает плохое качество поверхности, снижает износ инструмента и увеличивает срок его службы за счет нанесения покрытия на режущую кромку.

Сегментированная или зубчатая микросхема

Другой термин для зубчатой стружки — неоднородная стружка. Большая зона высокой деформации сдвига, за которой следует небольшая зона низкой деформации сдвига, придает этой стружке пилообразный вид. Такое циклическое создание чипов делает его полунепрерывным. Эта стружка образуется при обработке твердых материалов, таких как титановые сплавы, суперсплавы на основе никеля и аустенитная нержавеющая сталь, на высоких скоростях.

Классификация чипов

В середине 1900-х годов американский инженер доктор Норман Франц изучал производство чипов и выделил три основные классификации. Большинство чипов, по мнению Франца, попадают в одну из трёх классификаций:

Чип I типа

Стружка типа I образуется, когда материал ломается перед режущей кромкой из-за восходящего клинового действия инструмента, превышающего прочность материала на растяжение перпендикулярно. Они имеют решающее значение для волокнистых материалов, таких как древесина, волокна которой прочны, но легко разделяются.

Стружка типа I обычно образуется при резке инструментами с малыми углами резания. Только длина реза ограничивает размер стружки типа I. Это оптимальная структура стружки для древесной стружки, особенно из хорошо отточенной плоскости с тонкой горловиной.

Чип типа II

Стружка типа II образуется при срезе углового клина инструмента. Материал разрушается по короткой наклонной плоскости от вершины кромки инструмента по диагонали вверх и вперед к поверхности. Деформация вдоль этой линии создает загнутую вверх стружку. Обычно эти сколы образуются путем резки под промежуточными углами. Пластичный материал, такой как металл, может образовывать сколы типа II. Стружка типа II также может образовывать непрерывную стружку.

Чип типа III

Стружка типа III приводит к нарушению сжатия материала до угла резания 90°. Это может привести к образованию мелкой пыли в слабых или непластичных материалах, но часто создает случайный эффект «снегоочистителя», когда отходы собираются в кучу перед инструментом, но не сметаются.

Этот тип чипа формируется маршрутизаторами. Скребки для деревообработки часто образуют тонкую стружку типа III, которая при правильной заточке и использовании выглядит как стружка типа II. Тонкая ненужная стружка уменьшает объем разрушения при сжатии и соответствует четко выраженной плоскости сдвига Типа II.

Факторы, влияющие на формирование стружки

На формирование стружки влияет несколько факторов, в том числе:

• Свойства материала. Пластичные материалы имеют тенденцию образовывать сплошную стружку, тогда как хрупкие материалы образуют прерывистую стружку.
• Скорость резания и скорость подачи. Более высокие скорости и скорости подачи могут привести к непрерывному образованию стружки, тогда как более низкие скорости и подачи могут привести к прерывистому образованию стружки.
• Геометрия инструмента. Угол и острота кромки режущего инструмента могут существенно повлиять на образование стружки.
• Смазка и охлаждение. Использование смазочных и охлаждающих жидкостей может снизить трение и температуру, которые могут повлиять на образование стружки.
• Температура и твердость заготовки. Эти факторы также могут влиять на тип образующейся стружки.
• Материал инструмента и покрытия. Тип материала, используемого для режущего инструмента, и любые покрытия, которые он может иметь, могут влиять на образование стружки.